2014 Fiscal Year Annual Research Report
色素体―核コミュニケーションを介した植物機能統御の新機構
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25291065
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
椎名 隆 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (10206039)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古市 卓也 岐阜女子大学, 家政学部, 准教授 (80436998)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 免疫応答 / レトログレードシグナル / CAS / 転写 / シグマ因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
色素体と核のコミュニケーションについて、次の３つの研究に取り組んだ。
研究① 本年度、根の色素体で生じるCas2+シグナルに注目し、根の細胞質Ca2+シグナルと比較研究を行った。その結果、根の色素体では，葉の葉緑体と異なるCa2+シグナルが生じることを明らかにした。生物的ストレスについては、根の色素体や細胞質では、細菌のフラジェリンなどの(PAMP)に対する応答は見られなかった．一方、NaClや浸透圧ストレスに対して，根の色素体で比較的大きく早いCa2+応答が見られることを明らかにした。また薬理学的解析から、細胞外からのCa2+流入に応答して色素体Ca2+濃度上昇が起こることが分かった。また、ROSとCa2+シグナルを同時測定するシステムの開発を進めた。
研究② 葉緑体が発信する逆行性免疫シグナルについて，更に解析を進めた。flg22などのPAMPは核コードの葉緑体遺伝子の発現を抑制する。今回、flg22に応答して、葉緑体ゲノムにコードされた遺伝子の発現も低下することを見いだした。flg22は、葉緑体シグマ因子やファージ型RNAポリメラーゼのNEPなどのアンテログレードシグナルの発現を低下させることで，葉緑体コードの遺伝子発現を抑制していることが分かった。興味深いことに、シグマ因子やNEPなどのアンテログレードシグナルの低下や葉緑体コード遺伝子の転写抑制は、葉緑体Ca2+結合タンパク質CASの変異体では抑制されていた。CAS依存のシグナルが葉緑体コード遺伝s二の発現制御の上流で働くことが明らかになった。また、循環型電子移動変異体において、flg22が誘導するPR1などの防御遺伝子の発現が有意に促進されることを見いだした。
研究③ 表皮細胞、孔辺細胞、葉肉細胞のプロトプラストを分離調整する手法をほぼ開発した．今後，この手法を使い、葉緑体機能の組織別相違の研究の展開が可能になる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３つの研究課題について、ほぼ予定通り研究を進めることができた。
研究①については、色素体Ca2+シグナルの新しい特性を明らかにし、ROSとCa2+の同時測定システムについても、酵母細胞などでシステムの有効性を示すことに成功した。
研究②については、葉緑体遺伝子発現制御にCASを介したレトログレードシグナルが関係することを初めて明らかにできた。
研究③については、組織別にプロトプラストを単離する手法をほぼ完成させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って研究を進めていく。大きな計画変更は予定していない。
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| Causes of Carryover |
物品費で支出を計画していたRNAシーケンシング作業が，RNAサンプルの評価に時間を要し、2015年度に行うことになったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2015年度はRNAシーケンシングを複数回実施する予定で，次年度使用額はほぼ全額使用する予定である、
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